package com.hy.study.stack;

/**
 * 使用栈 实现一个计算器
 */
public class Calculator {
    public static void main(String[] args) {
        String experssion = "300+2*6-2";
        //创建2个栈
        ArrayStackNode numStack = new ArrayStackNode(10);
        ArrayStackNode operStack = new ArrayStackNode(10);
        //定义需要的相关遍历
        int index = 0;//扫描的索引
        int num1 = 0;
        int num2 = 0;
        int oper = 0;
        int res = 0;
        char ch = ' ';//将每次扫描得到的char 保存到ch
        String keepNum = "";
        while (true) {
            //依次得到experssion 中的每个字符
            ch = experssion.substring(index, index + 1).charAt(0);
            if (operStack.isOper(ch)) { //是个运算符
                //判断当前符号栈是否为空
                if (operStack.isEmpty()) {
                    //为空 直接入栈
                    operStack.push(ch);
                } else {
                    //不为空  判断操作符的优先级
                    if (operStack.priority(ch) < operStack.priority(operStack.peek())) {//小于
                        //从数栈中pop 两个数
                        num1 = numStack.pop();
                        num2 = numStack.pop();
                        oper = operStack.pop();
                        res = numStack.cal(num1, num2, oper);
                        //将运算结果入数栈
                        numStack.push(res);
                        //将当前操作符入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    } else {
                        //大于 直接入符号栈
                        operStack.push(ch);
                    }
                }
            } else {
                //如果是 数字 直接入数栈  这里一定要减掉 ASIIC的 48
                //1.当处理多位数是，不能发现是一个数就立即入栈，因为他可能是多位数
                //2。在处理数，需要想experssion的表达式index后在看一位，如果当前是 数字拼接如果是运算符 直接入栈
                keepNum += ch;
                //判断下一个字符是不是数字，如果是数字就继续扫描，如果是运算符 则入栈
                //如果ch 是最后一位直接入栈
                if (index >= experssion.length() - 1) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                } else if (operStack.isOper(experssion.substring(index + 1, index + 2).charAt(0))) {
                    numStack.push(Integer.parseInt(keepNum));
                    //这里必须将keepNum清空
                    keepNum = "";
                }

            }

            //让index+1,并判断是否扫描到experssion最后
            index++;
            if (index >= experssion.length()) {
                break;
            }

        }
        //当表达式扫描完毕，就顺序的从数栈和符号栈中pop出相应的数和符号，并运行
        while (!operStack.isEmpty()) {
            //如果符号栈为空，则计算到最后的结果，数栈中只有一个数字 --即就是结果
            num1 = numStack.pop();
            num2 = numStack.pop();
            oper = operStack.pop();
            res = numStack.cal(num1, num2, oper);
            //将运算结果入数栈
            numStack.push(res);
        }
        //将数栈中的最后结果pop出来就是结果
        System.out.printf("表达式%s=%d", experssion, numStack.pop());

    }
}

class ArrayStackNode {
    private int maxSize;//栈的大小
    private int[] stack;//数组模拟栈，数据就放在该数组中
    private int top = -1;//表示栈低 初始化为-1

    public ArrayStackNode(int maxSize) {
        this.maxSize = maxSize;
        stack = new int[this.maxSize];
    }

    /**
     * 判断栈满
     *
     * @return
     */
    public boolean isFull() {
        return top == maxSize - 1;
    }

    /**
     * 判断是否为空
     *
     * @return
     */
    public boolean isEmpty() {
        return top == -1;
    }

    /**
     * 入栈
     *
     * @param value
     */
    public void push(int value) {
        if (isFull()) {
            System.out.println("栈已经满了");
            return;
        }

        top++;
        stack[top] = value;
    }

    /**
     * 出栈
     *
     * @return
     */
    public int pop() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("栈为空 无法弹出");
        }
        int value = stack[top];
        top--;
        return value;

    }

    /**
     * 遍历时需要从栈顶开始显示
     * 遍历栈
     */
    public void list() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("栈为空，无法遍历");
            return;
        }
        for (int i = top; i >= 0; i--) {
            System.out.printf("stack[%d]=%d\n", i, stack[i]);
        }
    }

    /**
     * 返回运算符的优先级，优先级是程序员来确定的
     * 优先级使用数字表示 数字越大 优先级越高
     */

    public int priority(int oper) {
        if (oper == '*' || oper == '/') {
            return 1;
        } else if (oper == '+' || oper == '-') {
            return 0;
        } else {
            return -1;
        }

    }

    /**
     * 判断是不是一个操作符
     *
     * @param val
     * @return
     */
    public boolean isOper(char val) {

        return val == '+' || val == '-' || val == '*' || val == '/';
    }

    /**
     * 计算方法
     *
     * @param num1 计算参数一
     * @param num2 计算参数二
     * @param oper 计算操作符
     * @return
     */
    public int cal(int num1, int num2, int oper) {
        int res = 0;
        switch (oper) {
            case '+':
                res = num1 + num2;
                break;
            case '-':
                res = num2 - num1;//这里需要注意顺序
                break;
            case '*':
                res = num1 * num2;
                break;
            case '/':
                res = num2 / num1;
                break;
            default:
                break;
        }
        return res;
    }

    /**
     * 返回当前栈顶元素，但是不真正出栈
     *
     * @return
     */
    public int peek() {
        return stack[top];

    }

}
